DE2603611C2

DE2603611C2 - Glass melting container

Info

Publication number: DE2603611C2
Application number: DE2603611A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1975-01-31
Filing date: 1976-01-30
Publication date: 1986-04-03
Also published as: FI760232A; TR19494A; FI59577B; NO760301L; ES444814A1; DE2603611A1; ZA76531B; IE42255L; FR2299281A1; GB1531743A; AU504362B2; BE838131A; MX3570E; NO140343C; NL7600954A; DK40976A; AR207806A1; JPS51101012A; FR2299281B1; BR7600590A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Glasschmelzbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a glass melting container according to the preamble of claim 1.

Ein Glasschmelzbehälter dieser Art ist bereits aus der US-PS 37 76 710 bekannt Dieser weist einen an einen Schmc-Izbereich anschließenden Läuterungsbereich auf, dessen Boden durch Gebläse gekühlt wird. Obwohl nur etwa im oberen Drittel der Glastiefe im Läuterungsbereich eine Vorwärtsströmung des geschmolzenen Glases stattfindet während in etwa zwei Drittel der Glastiefe eine Rückströmung erfolgt, kann den Unterlagen die- eo ser Druckschrift entnommen werden, daß das Mengenverhältnis der Rückströmung zur Vorwärtsströmung etwas unter 1 :2 liegen dürfte. Durch die Kühlung des Bodens soll eine zu große Wechselwirkung der Glasschmelze mit dem Boden vermieden werden. b5A glass melting container of this type is already known from US-PS 37 76 710 This has a to a Schmc-Iz area adjoining purification area, the bottom of which is cooled by a fan. Although only about in the upper third of the glass depth in the refining area a forward flow of the molten glass takes place during about two thirds of the glass depth if a backflow occurs, the documents in this publication show that the quantitative ratio the return flow to the forward flow should be slightly below 1: 2. By cooling the At the bottom, too great an interaction of the glass melt with the bottom should be avoided. b5

Im Idealfall wäre es natürlich viel besser, lediglich einen ganz flachen Läuterungsbereich zu haben, in dem überhaupt keine Rückströmung stattfindet und das ganze Glas mit einer so hohen Temperatur, wie sie zur Erzielung einer ausreichenden Läuterung erforderlich ist nach vorwärts zu leiten. Die Läuterung hängt sowohl von der Verweilzeit als auch von der Temperatur im Läuterungsbereich ab. Die für die Läuterung erforderliche Temperatur ist jedoch zu hoch für eine Berührung mit dem Bodenmaterial im Läuterungsbersich. Die Kühlung ist also im Prinzip unerwünscht jedoch la der Praxis notwendig, um eine Wechselwirkung mit dem hitzebeständigen Boden zu vermeiden.Ideally, of course, it would be much better to just have a very flat refining area where there is no backflow at all and to direct the entire glass forward at as high a temperature as is necessary to achieve sufficient refining. The refining depends on both the residence time and the temperature in the refining area. However, the temperature required for the purification is too high for contact with the soil material in the purification area. The cooling is, however, so basically la undesirable practice necessary to avoid an interaction with the heat-resistant ground.

Wegen der verhältnismäßig dicken Rückströmungsschicht muß eine ziemlich schnelle Vorwärtsströmung vorhanden sein, um einer, einigermaßen vernünftigen Ausstoß von geläutertem Glas zu erzielen. Diese hohe Geschwindigkeit verhindert aber wiederum eine zufriedenstellende Läuterung, die ja auch von der Verweilzeit des Glases abhängt Überdies ist beim bekannten Glasschmelzbehälter der Läuterungsbereich weder vom vorangehenden Schmelzbereich klar abgegrenzt noch weist er einen nachfolgenden, abgegrenzten Konditionierbereich auf, so daß nicht von einer definierten wirksamen Länge des Läuterungsbereiches gesprochen werden kann. Es kann nämlich jederzeit kälteres Glas vom Behälterboden am Ende des Schmelzbereiches in die Rückströmung des Läuterungsbereiches eindringen, wodurch ein noch wesaerer Temperaturabfall im unteren Teil des Läuterungsbereiches eintritt Dies führt zwar zu einem erhöhten Schutz des hitzefesten Bodens, bringt jedoch eine schiechte Wärmeausnützung mit sich, da die kühlere Rückströmung wieder umso mehr aufgeheizt werden muß, um eine ausreichende Läuterung zu erzielen, wenn sie den oberen Teil des vorwärtsströmenden Glases im Läuterungsbereich erreichtBecause of the relatively thick backflow layer there must be a pretty fast forward flow to get one that is reasonably sane To achieve output of refined glass. This high speed in turn prevents a satisfactory one Refining, which also depends on the dwell time of the glass the refining area is neither clearly delimited from the preceding melting area nor it has a subsequent, delimited conditioning area so that it is not effective from a defined one Length of the purification area can be spoken. Because it can always have colder glass from The bottom of the container at the end of the melting area penetrate into the return flow of the refining area, whereby an even more strange temperature drop in the lower Part of the refining area enters this, although this leads to increased protection of the heat-resistant floor, However, it brings with it a poor utilization of heat, since the cooler return flow heats up all the more must be in order to achieve sufficient purification when they reach the upper part of the forward-flowing Glass reached in the refining area

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Glasschmelzbehälter der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Temperatur im Läuterungsbereich ausreichend hoch und im Bodenbereich ausreichend tief gehalten jjnd glc'shzeitig eine gute Ausnützung der aufgewendeten Wärmeenergie erzielt wird.In contrast, the invention is based on the object of providing a glass melting container of the type mentioned at the beginning Kind to be improved in such a way that the temperature in the refining area is sufficiently high and in the bottom area kept sufficiently low and at the same time a good one Utilization of the applied thermal energy is achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.

Durch die Erfindung wird mittels einer Abstimmung der Glastiefen in drei aufeinanderfolgenden, genau definierten Bereichen sowie der Temperaturdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß des mittleren Läuterungsbereiches gewährleistet, daß das Mengenverhältnis der Rückwärtsströmung zur Vorwärtsströmung in diesem iLäuterungsbereich zwischen 1 :2 und 1 :6 liegt. Ein Strömungsverhältnis am Rande dieses Bereiches wurde im Stand der Technik mehr oder weniger zufällig und unter kaum definierten Verhältnissen hinsichtlich eines abgegrenzten Läuterungsbereiches und Konditionierbereiches erzielt Bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Bedingungen ergibt sich dagegen durch genau steuerbare Maßnahmen eine optimale Läuterung unter maximaler Wärmeausnützung sowie im ausgangsseitigen Konditionierbereich eine rückströmungsfreie, mengenmäßig ausreichende Anlieferung von für die weitere Bearbeitung genau konditioniertem Glas. Besonders bevorzugt wird dabei ein Verhältnis der Rückwärtsströmung zur Vorwärtsströmung des Glases von 1 :4.By means of the invention, three successive, precisely defined glass depths are matched Areas and the temperature difference between inlet and outlet of the middle refining area ensures that the quantitative ratio of the reverse flow to the forward flow in this The refining range is between 1: 2 and 1: 6. A The flow ratio at the edge of this area was more or less random and in the prior art under poorly defined conditions with regard to a delimited refining area and conditioning area achieved when the conditions according to the invention are observed, however, results in precisely controllable Measures an optimal purification with maximum heat utilization as well as in the exit side Conditioning area a non-return flow, sufficient quantity of supplies for further processing precisely conditioned glass. A ratio of the reverse flow is particularly preferred for the forward flow of the glass of 1: 4.

Wegen der geringeren Glastiefe im Läuterungsbereich ergibt sich in der Rückströmung eine verhältnismäßig hohe Temperatur im Vergleich mit bekannten Glasschmelzbchältcrn, wodurch das Ausmaß der erforderlichen Wiedererhitzung des Glases zur Eingliederung in die Vorwärtsströmung verringert wird.Because of the shallower glass depth in the refining area, there is a proportionate in the return flow high temperature compared with known glass melting vessels, reducing the extent of the required Re-heating of the glass for incorporation in the forward flow is reduced.

Durch die Maßnahmen nach den Unteransprüchen 2 und 3 kann die Wärmeabführung aus dem Boden des Läuterungsbereiches noch verbessert werden, wobei die vorgesehenen Stauwände zu einer noch genaueren Abgrenzung des Läuterungsbereiches beitragen. sBy the measures according to the dependent claims 2 and 3, the heat dissipation from the bottom of the Purification area can be improved, with the provided retaining walls to an even more precise Contribute to the delimitation of the purification area. s

Durch die größere Glastiefe im Schmelzbereich kann in diesem eine größere Umwälzung stattfinden, was ebenfalls zur Verbesserung der Wärmebilanz beiträgtDue to the greater depth of glass in the melting area, greater circulation can take place in this area, what also contributes to the improvement of the heat balance

Anhand der Figur, weiche einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Glasschmelzbehälter zeigt, wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert Bei diesem Beispiel weist ein Behälter 11 einen Schmelzbereich IZ einen Läuterungsbereich 13 und einen Konditionierbereich 14 auf. Der Schmeizbereich 12 weist eine Einfülltasche 15 -am Schmelzende des Behälters auf. Der Konditionierbereich 14 führt zum Arbeitsende des Behälters, aus dem konditioniertes Glas in einen zu einer Formeinrichtung führenden Kanal 9 ausgegeben wird. Der Behälter besteht aus hitzebeständigem Material und der Boden des Behälters ist, wie in der Figur gezeigt, abgestuft, so daß der Schmelztereich die größte Glastiefe besitzt Der Boden des Behälters besitzt am Abströmende des Schmelzbereiches eine nach aufwärts gerichtete Stufe 16, so daß der Läuterungsbereich 13 flacher ist als der Schmelzbereich. In ähnlicher Weise weist das Abströmende des Läuterungsbereiches eine nach oben gerichtete Stufe 17 auf, so daß der Konditionierbereich 14 flacher ist als der Läuterungsbereich. Der Boden des Läuterungsbereiches 13 ist aus einem stark wärmeleitenden hitzebeständigen Material 18 gebildet, das eine Schicht von geschmolzenem Zinn 19 zwischen der Stufe 17 und einer nach oben stehenden Stauwand 20 am Einlaß des Läuterungsbereiches trägt Unterhalb des Bodens 18 des Läuterungsbereiches 13 ist eine Luftumwälzanlage zur Umwälzung von Kühlluft vorgesehen. Diese weist eine Reihe von langgestreckten Ausnehmungen 21 zwischen hitzebeständigen Trägem 22 auf. Die Träger 22 sind auf einem weiteren hitzebeständigen Boden 23 befestigtOn the basis of the figure, which shows a longitudinal section through a glass melting container according to the invention, an embodiment of the invention is explained in more detail. In this example, a container 11 has a Melting area IZ a refining area 13 and a Conditioning area 14. The melting area 12 has a filling pocket 15 -at the melting end of the container on. The conditioning area 14 leads to the working end of the container, from the conditioned glass into one to a molding device leading channel 9 is output. The container is made of heat-resistant Material and the bottom of the container is, as shown in the figure, stepped so that the melting area the The bottom of the container has a downward slope at the downstream end of the melting area upwardly directed step 16, so that the refining area 13 is shallower than the melting area. In a similar way The downstream end of the refining area has an upwardly directed step 17, so that the conditioning area 14 is shallower than the purification area. The bottom of the refining area 13 is made of one highly thermally conductive refractory material 18 is formed, which is a layer of molten tin 19 bears between the step 17 and an upstanding retaining wall 20 at the inlet of the refining area Below the floor 18 of the refining area 13 is an air circulation system for circulating cooling air intended. This has a number of elongated recesses 21 between heat-resistant supports 22 on. The supports 22 are attached to a further heat-resistant base 23

Bei Betrieb wird glasbildendes Material in die Tasche 15 in üblicher Weise eingegeben, so daß eine. Decke 24 gebildet wird, die auf der Oberseite des geschmolzenen Glases 25 aufliegt. Auf den Schmelzbereich wird durch oberhalb der Oberfläche des geschmolzenen Glases innerhalb des Schmelzbereiches angeordnete und durch Öffnungen 26 einwirkende Gasbrenner Wärme angewendet. Das Glas zirkuliert im Schmelzbereich, wie durch die Pfeile gezeigt, so daß eine beträchtliche Rückströmung sowie VorwärUströmung vorhanden ist. Das geschmolzene Glas bewegt sich fortschreitend längs des Behälters zum Läuterungsbereich 13 und die Betriebsbedingungen im Läuterungsbereich sind so ausgebildet, daß die Vorwärtsströmung durch die Läuterungszone wesentlich größer ist als die Rückströmung, wie durch die Pfeile im Läuterungsbereich angedeutet Der Konditionierbereich ist flach und wird so betrieben, daß sich alles Glas im Konditionierbereich 14 in Vorwärtsrichtung zum Arbeitsende des Behälters hin ohne Rückströmung bewegt.In operation, glass-forming material is placed in the bag 15 entered in the usual way, so that a. Blanket 24 is formed on top of the melted Glass 25 rests. On the melting range is made by above the surface of the molten glass within of the melting area and applied through openings 26 acting gas burners heat. The glass circulates in the melting range, as shown by the arrows, so that there is considerable back flow as well as VorwärUströmung is available. The molten glass moves progressively along the The container to the refining area 13 and the operating conditions in the refining area are designed so that the forward flow through the refining zone is much greater than the return flow, such as through the arrows in the purification area indicated The conditioning area is flat and operates so that all of the glass in conditioning area 14 is in the forward direction moved to the working end of the container without backflow.

Die Temperatur des oberen Bereichs des Glases im Läuierungsbereich liegt bei etwa 1460⁰C, damit eine zufriedenstellende Läuterung durchgeführt wird. Um eine Wechselwirkung zwischen dem geschmolzenen Glas und dem Zinn im Läuterungsbereich zu verhindern, wird Wärme vom Boden des Läuterungsbereiches ab- b5 geführt, damit die Temperatur des in Berührung mit dem geschmolzenen Zinn stehenden Glases abgesenkt wird. Die Temperatur des an das Zinn angrenzenden Glases kann in der Größenordnung von 200⁰C unterhalb der Temperatur der Oberfläche des Glases im Läuterungsbereich Hegen.The temperature of the upper region of the glass in Läuierungsbereich is around 1460 ⁰ C, so that a satisfactory purification is performed. To prevent interaction between the molten glass and the tin in the refining area, heat is removed from the bottom of the refining area so that the temperature of the glass in contact with the molten tin is lowered. The temperature of the glass adjoining the tin can be in the order of magnitude of 200 ^° C. below the temperature of the surface of the glass in the refining area.

Die Kühlluft, die durch die Ausnehmungen oder Kanäle 21 unterhalb des Läuterungsbereiches umgewälzt wird, führt Wärme durch das stark leitende hitzebeständige Material 18 und das geschmolzene Zinn 19 ab und die abgeführte Wärme kann durch Einleiten der Kühlluft in nicht gezeigte Wärmeregeneratoren wieder verwendet werden.The cooling air coming through the recesses or channels 21 is circulated below the refining area, heat leads through the highly conductive, heat-resistant Material 18 and the molten tin 19 and the dissipated heat can be achieved by introducing the cooling air can be reused in heat regenerators (not shown).

Für eine bestimmte Beschickung hängt das Verhältnis von Vorwärts- zu Rückwärtsströmung innerhalb des Läuterungsbereiches 13 von der Temperaturdifferenz zwischen dem in den Läuterungsbereich bei dessen Einlaß eintretenden und dem den Läuterungsbereich an der Obergangsstelle in den Konditionieri>ereich verlassenden Glas sowie von der Glastiefe innerhalb des Läuterungsbereiches und der Länge des Läuteningsbereiches (das ist der Abstand zwischen der St2:rwand 20 und der Stufe 17) ab. Bei diesem besonderen Seispie! wird die Temperaturdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß des Läuterungsbereiches, die Tiefe des Läuterungsbereiches und die Länge des Läuterungsbereiches so eingestellt daß das Verhältnis von Rückströmung zu Vorwärtsströmung zwischen 1/6 und 1/2 liegt Vorzugsweise beträgt das Verhältnis 1/4, da sich hierbei ein maximaler Wärmewirkungsgrad ergibt Die Wahl dieser Bedingungen zur Erzielung einer bestimmten Rückströmung hängt von der ursprünglichen Form des Behälters ab. Eine solche Formgebung wird am besten durch praktische Modellarbeit oder durch Verwendung eines theoretischen Computermodells der Veränderlichen bei der in Betracht genommenen Behälterart bestimmt Im praktischen Betrieb des Behälters kann die endgültige Einstellung zur Steuerung der Rückströmung durch Veränderung der Temperaturdifferenz und weniger zweckmäßig der Glastiefe durch Veränderung der Zinntiefe im Läuterungsbereich erreicht werden. Alle anderen Veränderlichen sind durch die Bauweise des Behälteri festgelegt Die Glastiefe liegt normalerweise in der Größenordnung von zwei Dritteln eines Meters und die Länge ist, wie oben angegeben, eine Funktion der für die Läuterung eines bestimmten Glases und die Strömungsgeschwindigkeit des Glases durch die Anlage erforderlichen Verweilzeit Diese Faktoren können alle durch einen Fachmann auf der Grundlage seiner Kenntnis der vorgeschlagenen Betriebsbelastung und der Arbeitsbedingungen des Behälters bestimmt werden.For a given feed, the ratio of forward to reverse flow within the Purification area 13 of the temperature difference between the in the purification area at its inlet entering and leaving the purification area at the transition point into the conditioning area Glass as well as the depth of the glass within the refining area and the length of the refining area (this is the distance between the St2: rwand 20 and the step 17). At this special seispie! will the Temperature difference between inlet and outlet of the refining area, the depth of the refining area and the length of the refining area adjusted so that the ratio of return flow to forward flow between 1/6 and 1/2 is preferably the ratio 1/4, since this is a maximum The choice of these conditions to achieve a certain return flow gives rise to thermal efficiency depends on the original shape of the container. Such shaping is best done by practical model work or by using a theoretical computer model of the variable the type of container under consideration determines In the practical operation of the container, the final Setting to control the return flow by changing the temperature difference and less expediently the glass depth can be achieved by changing the tin depth in the refining area. All other Variables are due to the design of the container The depth of glass is usually on the order of two-thirds of a meter and the Length, as stated above, is a function of that required for the refining of a particular glass and the rate of flow The residence time required for the glass by the plant These factors can all by a professional based on his or her knowledge of the proposed operating load and working conditions of the container can be determined.

Bei dem obigen Beispiel ist zwar der Boden des Läuterungsbereiches von geschmolzenem Zinn gebildet. Es kann jedoch in gewissen Fällen die Verwendung von anderen geschmolzenen Metallen, einschließlich Legierungen, oder sogar eines anderen hitzebeständigen Materials möglich seir:_r vorausgesetzt, daß es in der Lage ist, eine übermäßige Wechselwirkung mit dem geschmolzenen Glas bei der im Läuterungsbereich angewendeten Temperatur der Rückströmung zu vermeiden. In the above example, the bottom of the refining area is formed from molten tin. However, it may in certain cases the use of other molten metals, including alloys, or even other refractory material possible seir: _r provided that it is capable of excessive interaction with the molten glass when applied in the refining zone temperature of the return flow to avoid.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patentansprüche:Patent claims:

1. Glasschmelzbehälter mit einem Schmelzbereich1. Glass melting container with a melting range

an einem Einlaßende zur Einspeisung von glasbildendem Material, einem Auslaßende, einem Läuterungsbereich zwischen Schmelzbereich und Auslaß, dessen Boden von wärmeleitendem Trägermaterial gebildet ist, mit Einrichtungen zum Aufbringen von Wärme auf die Glasoberfläche im Schmelzbereich, und mit einer Kühleinrichtung zur Abführung von Wärme aus dem unteren Bereich der Glasschmelze im Läuterungsbereich, wobei das Verhältnis der Rückwärtsströmung zur Vorwärtsströmung im Läuterungsbereich zwischen 1 :2 und 1 :6 liegt, dadurch gekennzeichnet, daß an den Läuterungsbereich (13) in an sich bekannter Weise ein Konditionierbereich (14) anschließt in dem das geschmolzene Gias vor der Entnahme aus dem Auslaßende (9) in eilten gewünschten Wärmezustand gebracht wird, daß Schmelzbereich (12), Läuterungsbereich (13) und Konditionierbereich (14) jeweils unterschiedliche Tiefen der Glasschmelze aufweisen, wobei der Konditionierbereich (14) verhältnismäßig flach ist, so daß das ganze Glas ohne Rückströmung zum Auslaßende (9) hin strömt, der Schmelzbereich (12) verhältnismäßig tief ist und die Tiefe des Läuterungsbereiches zwischen derjenigen des Schmelzbereiches und des Konditionierbereiches liegt, und daß die Tiefe des Läuterungsbereiches, die Länge des Läuterungsbereiches und die Temperaturdifferenz des Glases zwischen Einlaß und Auslaß des Läuterungsbereiches so aufeinander abgestimmt sind, daß das Strömungsverhältnis im genai.-iten Bereich liegtat an inlet end for feeding glass forming Material, an outlet end, a refining area between melting area and outlet, the bottom of which is formed from thermally conductive carrier material, with means for applying Heat on the glass surface in the melting area, and with a cooling device to dissipate Heat from the lower area of the glass melt in the refining area, with the ratio of Backward flow to forward flow in the refining area is between 1: 2 and 1: 6, thereby characterized in that the refining area (13) in a known manner The conditioning area (14) adjoins in which the melted glass is removed from the outlet end before it is removed (9) is brought to the desired heat condition in a hurry, so that the melting area (12), refining area (13) and conditioning area (14) are each different Have depths of the glass melt, the conditioning area (14) being relatively is flat so that the entire glass flows without backflow towards the outlet end (9), the melting range (12) is relatively deep and the depth of the refining area between that of the melting area and the conditioning area, and that the depth of the refining area, the length of the Refining area and the temperature difference of the glass between inlet and outlet of the refining area are coordinated in such a way that the flow ratio is in the correct range

2. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeleitende Trägermaterial aus geschmolzenem Metall (19) besteht und daß hitzebeständige Stauwände (17, 20) an entgegengesetzten Enden des Läuterungsbereiches angeordnet sind, wobei die Stauwände vom Boden des Läutcrungsbereiches nach oben stehen und somit das geschmolzene Metall (19) lediglich innerhalb des Läuterungsbereiches halten.2. Glass melting container according to claim 1, characterized in that the thermally conductive carrier material consists of molten metal (19) and that heat-resistant baffles (17, 20) on opposite sides Ends of the refining area are arranged, the retaining walls from the bottom of the Läutcrungsbereiches are up and thus the molten metal (19) only within the Keep the purification area.

3. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Metall (19) geschmolzenes Zinn ist3. Glass melting container according to claim 2, characterized in that the molten metal (19) is molten tin